Computersimulaties worden gebruikt om de eigenschappen van zachte materie te begrijpen, zoals vloeistoffen, polymeren en biomoleculen zoals DNA - die te ingewikkeld zijn om door vergelijkingen te worden beschreven. Ze zijn vaak te duur om volledig te simuleren, gezien de intensieve rekenkracht die nodig is. In plaats daarvan, een nuttige strategie is om een ​​nauwkeurig model - toegepast op de gebieden van het systeem die meer aandacht vereisen - te koppelen aan een eenvoudiger, geïdealiseerd model.

In een recent artikel gepubliceerd in EPJ E , Maziar Heidari, van het Max Planck Instituut voor Polymeeronderzoek, Mainz, Duitsland en collega's laten het nauwkeurige model in hoge resolutie naadloos samenvallen met een exact oplosbare weergave bij lagere resolutie.

Het ideale, eenvoudiger model is een soort naakte weergave van atomen of moleculen, die onderling niet interageren. Eerdere studies hebben deze strategie toegepast op vloeistoffen, maar in deze studie de auteurs passen het voor het eerst toe op een model vaste stof gekoppeld aan een ideaal kristal, waarin atomen beperkte bewegingen hebben en geen interactie hebben, Einstein-kristal genoemd. Het team kon de thermodynamische eigenschappen ervan berekenen, b.v. temperatuur en gratis energie - tegen lagere rekenkosten.

Bij dit soort simulatie adaptieve resolutiesimulaties genoemd, de resolutie van een molecuul hangt af van zijn positie in de ruimte. In het overgangsgebied tussen de twee resoluties, moleculen passen zich aan het ene of het andere model aan. Dit is een efficiënte manier om de relevante thermodynamische kenmerken van de werkelijke vaste stof te berekenen door ze te ontbinden in een ideale bijdrage - van het vereenvoudigde model - en een andere term, specifiek voor het specifieke systeem. De methodologie combineert de eenvoud van ideale modellen met de chemische nauwkeurigheid van realistische representaties.